DNA是主要的遗传物质
1．(2016·海口调研)下图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，有关说法正确的是( )
A．①②都要加热处理
B．③要将所有提取物与R菌共同培养
C．④的结果是只有S或R一种菌落
D．①④的结果可能是有S、R两种菌落
解析：选D。①过程是将加热杀死的S菌和R菌混合培养，接种到固体培养基上，经④过程后，可以培养出S、R两种菌落，②过程是分离出S菌的DNA和蛋白质等大分子物质，经③过程分别和R菌混合培养，接种到固体培养基，经④过程后，可以培养出S、R两种菌落或R一种菌落。
2．肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的R菌无毒性。下图为所做的细菌转化实验。相关说法错误的是( )
A．丙组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡
B．能导致小鼠患败血症死亡的有甲、丁两组
C．戊组实验表明，加S菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R菌
D．丁组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给后代
解析：选D。含有荚膜的肺炎双球菌是甲、乙、丁三组，煮沸处理能使有荚膜的肺炎双球菌失去毒性，所以只有甲、丁两组能导致小鼠死亡。戊组加S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R型菌，而丁组产生的有毒性的肺炎双球菌是由遗传物质的改变引起的，可以遗传给后代。
3．在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是( )
解析：选B。无毒性的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后，部分转化为有毒性的S 型细菌，故S型细菌数量应该先增加后稳定；开始小鼠的免疫能力较强，R型细菌数量减少，后来S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠免疫力下降，R型细菌逐渐增加后稳定。
4．细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜，菌落光滑，可致病，对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出了两种突变型：R型，无荚膜，菌落粗糙，不致病；抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型菌和R型菌进行下列实验，对其结果的分析最合理的是( )
A．甲组中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复
B．乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C．丙组培养基中含有青霉素，所以生长的菌落是PenrS型菌
D．丁组中因为DNA被水解而无转化因子，所以无菌落生长
解析：选D。甲组中部分小鼠患败血症，其体内有R型菌、S型菌和PenrS型菌，若有抗青霉素的S型菌存在，注射青霉素治疗后小鼠不可康复，故A错；乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后只有PenrS型菌落能继续生长，故B错；丙组培养基中含有青霉素，R型菌不能生长，也不能发生转化，所以不会出现菌落，故C错；丁组中因为PenrS型菌的DNA 被水解而无转化因子，且R型菌不抗青霉素，所以无菌落生长。
5．(2016·广东省广州一中调研)在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，下列相关叙述不正确的是( )
A．噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌
B．在t0～t1时间内，噬菌体还未侵入到细菌体内
C．在t1～t2时间内，噬菌体侵入细菌体内导致细菌大量死亡
D．在t2～t3时间内，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖
解析：选B。选项A，噬菌体侵染细菌的过程为吸附→注入→合成→组装→释放，侵入细菌时噬菌体只有DNA进入细菌体内，合成子代噬菌体需要的原料、酶、能量都由细菌提供。选项B，在t0～t1时间内，噬菌体和细菌的数量基本稳定，此时噬菌体可能还未侵入到细菌体内，也可能已经侵入到细菌体内，只是细菌还未释放子代噬菌体。选项C，t1～t2时间内，细菌大量死亡是由于噬菌体的侵入。选项D，在t2～t3时间内，细菌裂解死亡，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖。
6．下图2为用标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图判断下列叙述正确的是( )
A．图2中用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质、DNA，标记元素所在部位分别对应于图1中的⑤①
B．锥形瓶中的培养液是用来培养32P标记的T2噬菌体的，其营养成分中应含有32P
C．图2中的⑥⑦分别代表搅拌、离心过程，其中⑦的目的之一是让乙上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒
D．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
解析：选C。蛋白质、DNA的特征元素分别为S、P，图1中的①为磷酸基团，含有P元素，⑤为肽键，含N元素，④为R基团，可能含有S元素；锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，不能含有32P，否则离心后沉淀物中的放射性无法确定；噬菌体是DNA病毒，其增殖过程中所需的原料、酶来自大肠杆菌，而DNA模板则由噬菌体自身提供。
7．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌③用15N 标记的噬菌体侵染未标记的细菌④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌一段时间后离心，以上4个实验检测到放射性的主要部位是( )
A．沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液
B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀
C．沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液
D．上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液
解析：选B。噬菌体侵染细菌实验离心后，上清液中主要有噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物主要为细菌。32P标记的噬菌体(标记的是DNA)侵染未标记的细菌后，则放射性主要在沉淀物中；未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，则放射性主要在沉淀物中；用15N标记噬菌体，可以标记其蛋白质外壳，也可以标记其DNA，因此，侵染未标记的细菌后，上清液和沉淀物中均可能有放射性；用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌，则放射性主要在沉淀物中。
8．下图是对某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体( )
A．寄生于细胞内，通过RNA遗传
B．寄生于细胞之间，通过蛋白质遗传
C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传
D．寄生于细胞之间，通过RNA遗传
解析：选A。由图中病原体组成和结构可判断这是一种RNA病毒，寄生于植物细胞内；通过RNA和蛋白质外壳侵染正常叶片后的结果可证明RNA能承担遗传任务，是遗传物质。
9．(2016·天津月考)下图1中的噬菌斑(白色区域)，是在长满大肠杆菌(黑色)的培养基上，由一个T2噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现利用培养基培养并连续取样的方法，得到噬菌体在感染大肠杆菌后数量的变化曲线(下图2)，下列叙述错误的是( )
A．培养基中加入含35S或32P的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现
B．曲线a～b段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成
C．曲线b～c段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代
D．限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解
解析：选C。包括噬菌体在内的所有病毒均是严格的寄生生物，无独立的代谢能力，需要利用寄主细胞的原料增殖，而大肠杆菌可以利用环境中的物质进行代谢。曲线a～b段，正处于噬菌体物质合成的阶段，细菌未裂解释放噬菌体；曲线b～c段，噬菌斑从100个增殖到1 000个，是细菌裂解释放的噬菌体数量，并不代表噬菌体增殖10代，增殖10代得到
的噬菌体数为100×210个，C错；d～e段噬菌斑数量达到最大，说明d点之前绝大部分细菌已经裂解。
10．下列关于科学家探究“DNA是遗传物质”实验的叙述，正确的是( )
A．用含35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，子代噬菌体中也有35S标记
B．分别给两组小鼠注射R型活细菌、加热杀死的S型细菌，小鼠均不死亡
C．用含32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，离心后上清液中具有较强的放射性
D．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验、赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的技术相同
解析：选B。35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳未进入细菌，而且合成子代噬菌体所需的原料均由细菌提供，所以子代噬菌体中不含35S，A错误；R型活细菌没有毒性，将其注射到小鼠体内，小鼠存活，加热会导致S型细菌的蛋白质变性，使其失去侵染能力，再将其注射进小鼠体内，小鼠不死亡，B正确；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌并随细菌离心到沉淀物中，所以沉淀物中具有较强的放射性，C错误；艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术，而赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验用到了该技术，D错误。
11．请分析以下实验并回答问题：
(1)某人曾重复做了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下：
a．将一部分S型细菌加热杀死；
b．制备符合要求的培养基并均匀分为若干组，将相应菌种分别接种到各组培养基上(如图中文字说明部分)；
c．将接种后的培养基置于适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况，实验结果如图所示。
本实验可得出的结论是
_______________________________________________。
(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中起作用的是DNA。请用DNA酶作试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。
①实验方案如下：
第一步：从S型细菌中提取出其DNA。同时，制备符合要求的培养基，并将盛有等量培养基的培养装置分别标号A、B、C；
第二步：
_______________________________________________；
第三步：
_______________________________________________；
第四步：
_______________________________________________。
②请预测实验结果并得出合理结论：
_______________________________________________
_______________________________________________。
③通过本实验，还能得出的新结论：
_______________________________________________
_______________________________________________。
解析：第(2)题是验证实验。欲证明促进R型细菌转化的物质是DNA，可用DNA酶将S 型细菌的DNA破坏，看其是否还能使R型细菌转化为S型细菌。解答时可考虑以下几个方面：①设置对照实验，在实验组中加入提取的S型细菌的DNA；在对照组中，一组中不加任何提取物，另一组中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶。②单一变量的控制，即只有培养细菌的培养基中是否加入S型细菌的DNA这一个实验变量，其余的变量(如接种的细菌种类、数量以及培养条件等)应基本相同。
答案：(1)S型细菌中的“某种物质”(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌，而且这种转化是可遗传的(2)①第二步：A中不加任何提取物，B中加入提取的S型细菌的DNA，C中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶(顺序可变) 第三步：在三组培养基上分别接种等量的R型细菌第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况②结果预测：A中只有R型细菌菌落；B中出现R型细菌和S型细菌两种菌落；C 中只有R型细菌菌落。结论：S型细菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌③DNA只有在结构保持完整、未被破坏的前提下才具有促使R型细菌转化为S型细菌的功能12．1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题。
(1)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。这句话指出了噬菌体作为实验材料具有______________________的特点。
(2)通过
_______________________________________________
_______________________________________________
的方法分别获得被32P或35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，从而追踪在侵染过程中____________变化。
(3)侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是______________________，所以搅拌时间少于1 min时，上清液中的放射性____________。实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明
_______________________________________________
_______________________________________________。
图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明
_______________________________________________，
否则细胞外____________放射性会增高。
(4)本实验证明病毒传递和复制遗传特性中____________起着重要作用。
解析：本题主要考查噬菌体侵染大肠杆菌的实验。(1)噬菌体作为实验材料，是因为其结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)。(2)噬菌体是病毒，离开活细胞不能繁殖，所以要标记噬菌体，首先应用分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再让噬菌体侵染标记后的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的位置变化。(3)噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，会使细胞外32P含量增高。图中被侵染细菌的存活率始终保持在100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。细胞外的35S含量只有80%，原因是在搅拌时侵染细菌的噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。(4)该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质。
答案：(1)结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)
(2)用分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌DNA和蛋白质的位置(3)将噬菌体和细菌分开较低DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来32P (4)DNA
13．研究发现少数病毒(如烟草花叶病毒，简称TMV)体内仅有蛋白质和RNA两种化学成分，这类生物性状(如TMV能感染正常的烟草叶片，使之出现相应的病斑)的遗传是受蛋白质控制还是受RNA控制？请设计实验探究TMV的遗传物质。
实验原理：
(1)利用水—苯酚溶液可以将TMV分离，获得TMV的蛋白质和RNA。
(2)TMV能感染正常烟草使之出现相应的病斑。
(3)遗传物质能使生物性状保持相对稳定。
实验材料：烟草花叶病毒、正常生长的烟草、水—苯酚溶液、试管、玻璃棒等必需的实验仪器。
主要实验步骤：
(1)利用水—苯酚溶液分离TMV，获得纯净的TMV的蛋白质和RNA。
(2)取正常生长的烟草植株，选取
_______________________________________________
_______________________________________________。
(3)分别用完整的____________、____________、____________感染A、B、C三叶片。
(4)正常培养烟草植株，并注意观察____________。
实验结果预测及结论：
(1)_______________________________________________
_______________________________________________，
说明TMV中蛋白质是遗传物质。
(2)_______________________________________________
_______________________________________________，
说明TMV中RNA是遗传物质。
解析：根据实验要探究的问题及实验原理，可以确定本实验设计的主要思路是首先将烟草花叶病毒进行分离，获得病毒蛋白质和RNA，再分别探究它们是否在遗传中起作用。根据题干信息“TMV能感染正常的烟草叶片，使之出现相应的病斑”，可以确定本实验的实验指标是能否使正常烟草感染，出现相应病斑。同时作为遗传物质，还应能使生物性状，如病毒的感染性在传种接代中保持连续和稳定。
答案：主要实验步骤：
(2)生长状态基本相同的三片叶片，编号为A、B、C
(3)TMV TMV的蛋白质TMV的RNA
(4)相应叶片的表现症状
实验结果预测及结论：
(1)若A、B叶出现病斑，C叶正常，并且用B病斑组织感染正常的烟草叶片，也能出现相同病斑
(2)若A、C叶片出现病斑，B叶正常，并且用C病斑组织感染正常的烟草叶片，也能出现相同病斑